Descrizione dell’invenzione industriale avente per titolo:
“BICICLETTA ELETTRICA”
a nome di Adriano MODENESI, di nazionalità italiana, residente in Viale Campo Sportivo, 5b – 29019 SAN GIORGIO 5 PIACENTINO (PC)
Inventore: Adriano MODENESI
* ;La presente invenzione ha per oggetto una bicicletta elettrica comprendente un motore collegato meccanicamente 10 ad almeno una ruota motrice. ;Negli ultimi anni si è assistito ad una crescita esponenziale del mercato delle biciclette elettriche, ossia biciclette a pedalata assistita da un motore elettrico. Le innovazioni tecnologiche hanno portato a 15 batterie elettriche di alimentazione del motore sempre più leggere e capienti, che permettono di sostituire ottimamente un’automobile lungo distanze medio-brevi. Negli ultimi venti anni, i modelli di biciclette elettriche a disposizione del pubblico si sono 20 moltiplicati a dismisura, e diversi produttori hanno sperimentato soluzioni tecniche innovative per realizzare un’integrazione sempre migliore fra pedalata e assistenza del motore. ;Sono note diverse tipologie di biciclette a pedalata 25 assistita. Secondo una prima tipologia, una normale biciletta provvista di catena è equipaggiata con un motore elettrico di ausilio alla pedalata. Secondo questa tipologia di bicicletta, la potenza necessaria alla movimentazione della bicicletta viene fornita alla ruota 5 motrice contemporaneamente sia dall’utilizzatore tramite la catena che dal motore. ;Sia i pedali, sia il motore sono collegati meccanicamente alla ruota motrice. ;Una seconda tipologia di bicicletta nota prevede il 10 totale disaccoppiamento meccanico tra pedali e ruota motrice, che pertanto non sono tra loro collegati da una catena. La pedalata attiva un generatore elettrico che a sua volta fornisce ad un motore elettrico la potenza elettrica necessaria alla movimentazione della 15 bicicletta. Una batteria fornisce inoltre al motore un surplus di potenza in circostanze predeterminate. Tale batteria può ad esempio essere attivata mediante azionamento di un pulsante da parte dell’utilizzatore. ;La prima tipologia di bicicletta risulta 20 strutturalmente complicata poiché la sua movimentazione è ottenuta combinando fonti di energia di differente natura che agiscono in parallelo, ossia l’utilizzatore stesso ed il motore. ;La seconda tipologia di bicicletta risulta 25 strutturalmente più semplice poiché la ruota motrice è mossa esclusivamente dal motore elettrico. ;Le biciclette elettriche sono tipicamente dotate di un motore installato in modo permanente, ad esempio nel mozzo della ruota anteriore, nel mozzo della ruota 5 posteriore o fra i pedali. Questo motore non può essere rimosso facilmente senza mettere a repentaglio la funzionalità della bicicletta. Il risultato è che il motore, che è un componente decisamente pesante, fa parte della bicicletta in modo stabile, anche quando potrebbe 10 essere desiderabile rimuoverlo per ridurre il peso globale della bicicletta. ;I motori sul mozzo della ruota anteriore sono molto facili da montare, perché non interferiscono con i pedali o la catena, ma sono poco efficienti in caso di asfalto 15 scivoloso, su sterrati o in salita, perché la ruota anteriore, avendo meno carico rispetto a quella posteriore, può slittare. I motori sul mozzo della ruota posteriore non hanno questi inconvenienti, ma sono in generale difficili da montare in quanto è necessario che 20 non interferiscano con la trasmissione e con il cambio. ;In entrambe le tipologie di motori al mozzo, inoltre, il motore è vincolato al numero di rotazioni della ruota su cui si trova. Ciò implica che, nelle fasi di partenza, quando la ruota gira lentamente, anche il motore debba 25 erogare la sua potenza a bassi regimi di rotazione, in modo quindi poco efficiente, assorbendo molta energia dalla batteria. Ciò si verifica similmente su salite ripide, quando la velocità di rotazione delle ruote torna a calare per le basse velocità. I motori montati 5 centralmente al livello dei pedali non hanno questi inconvenienti, ma hanno invece lo svantaggio di essere molto complicati da montare, e richiedere spesso un telaio apposito. ;La presente invenzione mira a superare gli 10 inconvenienti suddetti relativi alle biciclette elettriche note allo stato dell’arte con una bicicletta come descritta all’inizio in cui il motore ha un albero di uscita provvisto di pignone collegato mediante mezzi di trasmissione ad un albero di trasmissione, sul quale è 15 fissata una ruota dentata atta ad impegnarsi all’interno di un elemento circolare di ingranamento fissato al cerchio della ruota motrice. ;La bicicletta oggetto della presente invenzione presenta pertanto una catena cinematica di trasmissione 20 del moto dal motore alla ruota motrice completamente indipendente dalla trasmissione dai pedali alla ruota posteriore. Il motore inoltre vantaggiosamente non è posizionato nel mozzo e quindi non deve erogare la sua potenza a bassi regimi di rotazione, in modo quindi poco 25 efficiente, quando la ruota gira lentamente. Il motore è facilmente rimovibile in quanto non è previsto nel mozzo ed è anzi provvisto di una propria linea di trasmissione indipendente. ;Pertanto, oggetto della presente invenzione è una 5 bicicletta elettrica comprendente almeno una ruota motrice collegata meccanicamente a un motore elettrico dotato di un albero di uscita provvisto di pignone, che è collegato ad un albero di trasmissione mediante mezzi di trasmissione. Sull’albero di trasmissione è fissata una 10 ruota dentata atta ad impegnarsi all’interno di un elemento circolare di ingranamento che è fissato al cerchio della ruota motrice. ;L'elemento di circolare di ingranamento ha, in genere, un diametro uguale o poco inferiore a quello del 15 cerchio della ruota. In tal modo, grazie al diametro solitamente grande delle ruote, si ottiene un rapporto di trasmissione molto elevato che permette di affrontare pendenze molto ripide. ;In un esempio esecutivo i mezzi di trasmissione 20 comprendono una cinghia di trasmissione interposta tra il pignone e una puleggia, che è collegata all’albero di trasmissione. La cinghia di trasmissione può essere piana o, vantaggiosamente, dentata, nel qual caso il pignone e la puleggia sono corrispondentemente dentati. ;È possibile tuttavia utilizzare altri mezzi di trasmissione, ad esempio a cardano o a ingranaggi. ;Preferibilmente, il motore presenta un’orientazione tale per cui il suo albero di uscita giace lungo un asse 5 orizzontale ed ortogonale all’asse anteroposteriore della bicicletta. ;Secondo un ulteriore esempio esecutivo, l’albero di trasmissione è posto ruotabile all’interno di una boccola di supporto, che è fissata solidalmente al telaio della 10 bicicletta. L’albero di trasmissione sporge dalla boccola con le opposte estremità, essendo la puleggia calettata su un’estremità dell’albero di trasmissione e la ruota dentata calettata sull’estremità opposta dell’albero di trasmissione. Preferibilmente, la boccola di supporto è 15 provvista internamene di almeno un cuscinetto a sfere. ;Secondo una forma di realizzazione preferita, il motore è posto su un portapacchi, preferibilmente quello posteriore, il quale è fissato sopra la ruota motrice, preferibilmente quella posteriore,. Ciò consente di avere 20 un ingombro ridotto nella zona frontale della bicicletta e di mantenere come ruota motrice la ruota posteriore, in tal modo diminuiscono i rischi di slittamento, ad esempio con asfalto bagnato. Il portapacchi può essere di tipo convenzionale o essere costituito da un elemento di 25 supporto unicamente e specificamente atto a supportare il motore. Il posizionamento sul portapacchi ha anche il vantaggio di avere il motore molto ravvicinato alla ruota motrice, e quindi di prevedere una cinghia di trasmissione di dimensioni ridotte. ;5 In una prima variante esecutiva, l’elemento circolare di ingranamento è una corona dentata internamente. ;In una seconda variante esecutiva, l’elemento circolare di ingranamento è una catena per biciclette di 10 lunghezza corrispondente alla circonferenza del cerchio della ruota posteriore e fissata al cerchio stesso. Ciò consente di non avere un elemento specifico da fissare al cerchio della ruota, ma di poter utilizzare una comune catena per biciclette, opportunamente chiusa su se 15 stessa. In questo caso la ruota dentata che ingrana sulla catena può essere vantaggiosamente una comune corona da bicicletta, che presenta numero di denti e passo perfettamente compatibile con la catena. Secondo un modo di realizzazione preferito, la catena è fissata per 20 saldatura al cerchio. In alternativa la catena può essere fissata mediante altri mezzi di fissaggio, come incollaggio, tramite bulloni, fissaggio ad incastro o simili. ;Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della 25 presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi non limitativi illustrati nei disegni allegati in cui: ;la figura 1 illustra una vista laterale del sistema di trasmissione del motore elettrico; e ;5 la figura 2 illustra una vista posteriore del sistema di trasmissione. ;Nelle figure è illustrato un esempio esecutivo della bicicletta elettrica 1 oggetto della presente invenzione, costituita da un telaio 12, due ruote 11, un manubrio di 10 sterzatura non visibile in figura, un sellino 13 e un sistema di propulsione a pedalata comprendente una coppia di pedali 14 e una catena 15 di trasmissione della pedalata alla ruota 11 posteriore. ;La bicicletta 1 comprende un motore elettrico 10 di 15 trazione. Il motore 10 può essere vincolato direttamente o indirettamente al telaio 12 in qualsivoglia posizione utile. Nell’esempio delle figure il motore 10 è posto su un portapacchi posteriore 16, che è fissato al telaio 12 e posto al di sopra della ruota posteriore 11. ;20 Il motore 10 è orientato in modo tale per cui il suo albero di uscita 20 giace lungo un asse orizzontale ed ortogonale all’asse anteroposteriore della bicicletta. . ;L’albero di uscita 20 è provvisto di pignone 21 collegato ad un albero di trasmissione 24 mediante mezzi 25 di trasmissione. ;I mezzi di trasmissione nell’esempio delle figure comprendono una cinghia di trasmissione 22 avvolta attorno al pignone 21 e ad una puleggia 23 collegata all’albero di trasmissione 24. ;5 L’albero di uscita 20 e l’albero di trasmissione 24 sono paralleli e posti su un medesimo piano verticale e ortogonale all’asse anteroposteriore della bicicletta. ;La cinghia di trasmissione 22 è dentata, essendo il pignone 21 e la puleggia 23 dentati corrispondentemente. ;10 L’albero di trasmissione 24 è posto ruotabile all’interno di una boccola di supporto, che è fissata solidalmente al telaio 12 della bicicletta 1. ;In una forma di realizzazione la boccola di supporto è costituita semplicemente da un foro in una piastra 15 saldata o fissata in altri modi al telaio 12. La boccola di supporto è inoltre provvista internamene di almeno un cuscinetto a sfere. ;L’albero di trasmissione 24 è posto nella boccola in modo tale per cui sporge dalla stessa con le opposte 20 estremità. Su una prima estremità dell’albero di trasmissione 24 in direzione opposta alla ruota 11 è calettata la puleggia 23. Sull’estremità opposta dell’albero di trasmissione 24, ossia l’estremità rivolta in direzione della ruota 11, è calettata una ruota 25 dentata 25 atta ad impegnarsi per ingranamento all’interno di un elemento circolare di ingranamento 26 fissato al cerchio della ruota posteriore 11, che è pertanto la ruota motrice. ;Le dimensioni di raggio e denti del pignone 21, 5 della puleggia 23, della ruota dentata 25 e dell’elemento circolare di ingranamento 26 possono essere variate a seconda della tipologia del motore e del rapporto di trasmissione desiderato. ;Nell’esempio delle figure l’elemento circolare di 10 ingranamento 26 è una corona dentata internamente, visibile in sezione in figura 2. La corona dentata internamente ha una dimensione dei denti corrispondenti a quella della ruota dentata 25. ;In un esempio esecutivo preferito non illustrato 15 nelle figure l’elemento circolare di ingranamento 26 è una catena per biciclette di lunghezza corrispondente alla circonferenza del cerchio della ruota posteriore 11 e fissata al cerchio stesso. La catena è saldata al cerchio della ruota 11. ;20 È possibile, con opportune modifiche note all’esperto del settore, applicare il medesimo sistema di trasmissione alla ruota anteriore. ;Da quanto precedentemente esposto è pertanto evidente che il trovato non è limitato alle forme 25 esecutive testé descritte ed illustrate a semplice titolo di esempi non limitativi, ma potrà essere variato e modificato, nel suo complesso e nei singoli particolari, soprattutto costruttivamente, a seconda delle specifiche esigenze e convenienze di fabbricazione e d’impiego, 5 nell’ambito degli equivalenti tecnici e funzionali, senza per questo abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato. *